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유도항력은 날개끝 와류에 의해 발생하게 되는 것인데, 날개 끝 와류 관련된 설명은 이전 포스팅 내용을 참고하세요.
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[항공지식] 비행기 날개 끝 와류(Wingtip Vortex)란?
INTRO 비행기 탑승이후 창가를 통해 날개쪽을 보다보면 아래 사진처럼 날개끝이 생긴 것을 확인할 수 있다. 어릴 때 비행기를 타면 날개 끝이 왜 이렇게 생겼는지 궁금해 했었다. 오늘은 날개 끝
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유도항력이란?
항공기가 비행하게 되면 날개 윗면에는 압력이 낮고, 날개 아랫면에는 압력이 높아서 날개 끝에 와류가 발생하게 된다.
왼쪽 날개는 시계방향, 오른쪽 날개는 반시계방향으로 와류가 발생한다.
위의 사진처럼 항공기 뒷면을 보면 날개끝 와류로 인하여 날개 바깥 쪽으로는 Upwash가 발생하고, 날개 안쪽으로는 Downwash가 발생하게 된다.
Downwash란 아래 방향으로 공기 흐름이 발생하는 것을 의미한다.
위의 사진처럼 Downwash로 인하여 날개 뒷쪽에 힘이 가해져서 날개가 들리게 되고, 이로 인해 유효 받음각이 작아지게 되고, 양력이 기울어지게 된다.
이렇게 되면서 항공기 진행방향의 반대방향(오른쪽 방향)으로 생기는 힘이 유도항력(Induced Drag)이 한다.
항력에도 여러가지 종류가 있고, 그중에 하나가 유도항력이다. 유도항력이 발생하게 되면, 항공기의 연료소모가 많아지게 된다.
따라서, 항공기 형상설계 시 유도항력을 줄이기 위한 설계를 한다.
윙렛(Winglet)도 유도항력을 줄이기 위한 하나의 예시이고, 날개 형상설계도 유도항력과 밀접한 연관이 있다.
위의 자료를 보면, 유도 항력계수는 AR(가로세로비)와 반비례하는 것을 알 수 있다.
(AR - 가로세로비 관련 자세한 포스팅은 별도로 할 예정이다.)
날개의 가로가 클수록 가로세로비 값이 커지게 되고, 가로세로비 값이 커지게 되면 유도항력이 작아지게되는 효과가 있다.
가로세로비가 커지면 양력이 커지고, 항력이 줄어들어 항공기의 안정성이 좋아지지만, 속도를 내기에는 적절하지 않다.
유도항력과 내리흐름 관련된 설명은 이정도로 마치겠다.
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